한국과학기술원(KAIST)가 4일 지하나 극한지역, 우주 무인 탐사 등에 활용 가능한 생체모방형 두더지 로봇을 개발했다고 밝혔다.
이번 로봇 기술이 상용화되면 기존 복잡한 드릴링 장비 사용으로 인한 복잡한 공정, 환경 오염 유발 등 많은 문제점이 해결될 것으로 기대된다.
KAIST 전기및전가공학부 명현 교수 연구팀은 두더지의 생물학적 구조와 굴착 습성에 착안해 ‘몰봇’(Mole-bot)을 개발했다.
몰봇은 석유, 석탄 등 기존 에너지원을 대체해 신 에너지원으로 사용 가능한 탄층 메탄가스나 전자기기에 이용되는 희토류 등이 매설된 지역 탐사, 나아가 우주 행성 표본 채취를 목표로 만들어졌다.
그동안 천부 굴착작업은 시추기와 파이프라인, 펌프 등 각종 장비를 조합해야 했지만 이제는 몰봇 하나로 모든 작업을 원활히 수행할 수 있다는 것이 연구팀의 설명이다.
몰봇은 크게 드릴링부, 잔해 제거부, 방향전환을 위한 허리부, 이동 및 고정부로 구성된다. 크기는 지름 25cm, 길이 84cm며 무게는 26kg다.
우선 이빨로 토양을 긁어내는 두더지 종 중의 하나인 `치젤 투스(Chisel tooth mole)'를 생체모방해 드릴링을 가능케 했으며 `휴머럴 로테이션(Humeral rotation mole)'의 특별한 어깨구조를 모사해 강력한 앞발을 달았다.
허리는 360° 자유롭게 방향 전환이 가능하며 좌우회전 기동성 역시 좋다. 이동부에는 동일한 3개의 유닛을 삼각형 형태로 균등 배치해 지하 내에서 안정적인 지지 및 이동을 할 수 있도록 설계됐다.
연구팀은 이 밖에 개발된 로봇에 지하에서 로봇의 위치를 측정할 수 있는 센서시스템과 알고리즘을 탑재해 지하공간에서의 3차원적 자율 주행을 가능케 했다.
개발된 몰봇은 한국산업기술시험원(KTL)의 공인인증 평가를 통해 성능을 검증했으며, 총 4개의 항목에서 평가를 받았다. 최대 굴진각은 100피트당 38도, 위치 인식 평균 제곱근 오차는 6.03cm, 굴진 속도는 시속 1.46m, 방향각 추정 오차는 0.4도로, 기존 세계 최고 방식과 비교할 때 굴진 속도는 3배 이상, 방향각 추정성능은 6배 이상 향상된 성능을 보였다.
명 교수 연구팀은 “몰봇이 기존 로봇들에 반해 훨씬 효율적인 방법으로 지하자원 탐사가 가능할뿐만 아니라 경제성도 뛰어나다”며 “최근 스페이스X에 의해 촉발된 우주 개발 등 다양한 분야에 적용이 가능하기 때문에 세계시장 진출도 가능할 것으로 기대하고 있다”고 밝혔다.
한편, 이번 연구는 산업통상자원부 산업기술혁신사업의 지원을 받아 수행됐다.
